NO159307B

NO159307B - PROCEDURE FOR SKOTING AND REPAIR OF PIPELINES UNDER WATER.

Info

Publication number: NO159307B
Application number: NO84844317A
Authority: NO
Inventors: Jan Delersjoe
Original assignee: Jan Delersjoe
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1988-09-05
Also published as: NO844317L; NO159307C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for skjøting eller reparasjon av rørledninger ved hjelp av et skjøterør eller skjøtestykke, som kan tres utenpå de rør som skal sammenføyes, idet nevnte rørs ender eksplosjonssveises mot skjøterøret. The present invention relates to a method for splicing or repairing pipelines by means of a joint pipe or joint piece, which can be threaded on the outside of the pipes to be joined, the ends of said pipe being explosion welded to the joint pipe.

Rørledninger som legges på havbunnen sammenføyes som regel over vannflaten på spesielle rørleggingsfartøyer etterhvert som rørledningen legges ned. I visse tilfeller, f.eks. for å føre rørledninger som er utlagt fra forskjellige rørleggings-fartøyer, nær plattformer etc, må imidlertid skjøtingen skje under vann på havbunnen. Pipelines that are laid on the seabed are usually joined above the water surface on special pipe-laying vessels as the pipeline is laid. In certain cases, e.g. however, in order to run pipelines that have been laid out from various pipe-laying vessels, near platforms etc, the jointing must take place underwater on the seabed.

En kjent måte er fra et fartøy å senke ned en spesiell skjøterigg, som er forsynt med anordninger for håndtering av rørendene, feste av disse, samt et hus som anbringes over skjøtestedet. Ved tetninger inne i rørene og rundt disse ved deres inngang i huset kan vannet rundt skjøten fjernes. Personell som arbeider inne i huset kan da utføre tørrsveis-ing av skjøten. A known way is to lower a special splicing rig from a vessel, which is equipped with devices for handling the pipe ends, fixing them, as well as a house that is placed over the splicing point. In the case of seals inside the pipes and around them at their entrance into the house, the water around the joint can be removed. Personnel working inside the house can then carry out dry welding of the joint.

Metoden krever meget høyt kvalifisert personell såvel når det gjelder dykking som sveising. The method requires highly qualified personnel both when it comes to diving and welding.

En slik skjøting tar ca. 16 timer for 2 personer. Pa store dyp kan dessuten en så lang dykketid ikke gjøres i ett strekk av samme personell, men det må skje utskifting. Kostnadene blir derfor meget store. Such a splicing takes approx. 16 hours for 2 people. Moreover, at great depths such a long diving time cannot be done in one stretch by the same personnel, but replacement must take place. The costs will therefore be very high.

Eksplosjonssveising av rørledningsskjøter kan gjøres på forskjellige kjente måter, både på land og under vann. Ingen kjent type av undervannsskjøt kan imidlertid enda utføres med et resultat som kan godkjennes av kontrollmyndighetene, eller ha kunnet utføres på en økonomisk godtagbar måte. Explosion welding of pipeline joints can be done in various known ways, both on land and underwater. However, no known type of underwater joint can yet be carried out with a result that can be approved by the control authorities, or could have been carried out in an economically acceptable manner.

Fra norsk patent nr. 136223 er det kjent å skjøte rør ved hjelp av eksplosiver. Eksplosivene blir plassert på begge From Norwegian patent no. 136223 it is known to join pipes using explosives. The explosives are placed on both

I IN

sider av skjøten, på de mot hverandre venderide rørendene. Sprenglegemene er anordnet i hulrom i ringformede låse-elementer som på sin side er anordnet mellom rørveggen og en utenpåliggende hylse eller muffe. Ved detonajsjonen formes spor i rørendenes ytterflate og i muffenes innerflate. Sprengemnene virker således mellom en muffe og'en rørende og sides of the joint, on the pipe ends facing each other. The explosives are arranged in cavities in ring-shaped locking elements which, in turn, are arranged between the pipe wall and an external sleeve or sleeve. During the detonation, grooves are formed on the outer surface of the pipe ends and on the inner surface of the sleeves. The explosives thus act between a sleeve and a touching and

i in

forårsaker deformasjon av de ringformede låseeliementene. Tysk patent nr. 2063648 a.-gir en lignende metode. Det er i patentlitteraturen kjent flere andre metoder for eksplo-sjonsskjøting av rør, men ingen av de kjente metoder vil kunne gi en undervannsskjøt som kan utføres méd et resultat som kan godkjennes av kontrollmyndighetene, 'eller som kan utføres på en økonomisk godtagbar måte. causing deformation of the annular locking elements. German Patent No. 2063648 a.-gives a similar method. There are several other methods known in the patent literature for explosive jointing of pipes, but none of the known methods will be able to produce an underwater joint that can be carried out with a result that can be approved by the control authorities, or that can be carried out in an economically acceptable manner.

i in

I IN

Foreliggende oppfinnelse går ut på å gi (anvisning for eksplosjonssveising under vann, der svakheten; ved tidligere The present invention is to provide (instructions for explosion welding under water, where the weakness; at earlier

i in

kjente metoder er eliminert. Oppfinnelsen tar videre sikte på å nedsette den nødvendige dykketiden radikalt og å oppnå known methods are eliminated. The invention further aims to reduce the necessary diving time radically and to achieve

i in

betydelig øking av sikkerheten mot lekkasje ved kombinasjon av en sveiset og mekanisk forbindelse. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at rørendene plasseres i avstand fra hverandre i skjøterøret, hvilket skjøterør pa i og for seg kjent måte utføres med ved dets ender radieljt innadrettede flenser, hvis indre diameter tilsvarer rørendenes ytre significant increase in safety against leakage by combining a welded and mechanical connection. This is achieved according to the invention by the pipe ends being placed at a distance from each other in the extension pipe, which extension pipe is made in a manner known per se with radially inwardly directed flanges at its ends, the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the pipe ends

i in

diameter og mellom hvilke flenser skjøterøret har et parti med en større indre diameter, og at rørendene med hjelp av to sprengladninger, en i hver rørende, hvilke bringes samtidig til å detonere, utkrages mot og eksplosjonssveises til skjøterørets nevnte parti, der nevnte utkraging bringes til å skje i tilknytning til og innenfor nevnte flenser, hvorved også en mekanisk forbindelse mellom resp. rørende og skjøterøret oppnås. diameter and between which flanges the joint pipe has a part with a larger inner diameter, and that the pipe ends with the help of two explosive charges, one at each pipe end, which are simultaneously caused to detonate, cantilevered against and explosion welded to the said part of the joint pipe, where said cantilever is brought to to take place in connection with and within said flanges, whereby also a mechanical connection between resp. touching and the connecting pipe is achieved.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår Jv de avhengige kravene 2 og 3. Further features of the invention appear in dependent claims 2 and 3.

j j

Ved oppfinnelsen benyttes et skjøtestykke av en bestemt lengde som.før eksplosjonssveisingen er dimensjonert slik at det kan tres utenpå den ene rørenden før røret festes 1 en skjøterigg. Når rørenden er fiksert slik at rørendenes senterakser faller sammen, kappes rørene slik at det oppnås en forutbestemt avstand mellom endene, avpasset til skjøte-røret. Nevnte avstand er slik at rørendene bare delvis stikker inn i skjøtestykket, hvorved således skjøtestykket utgjør forbindelsesrør mellom de to rørendene. Tetninger for eksempel i form av oppblåste ballonger av plast eller gummi føres inn i hver rørende. Rørendene, som kan være rette eller avskåret med en avfasing, slipes utvendig rundt periferien på et ca. 100 mm bredt område nærmest kantene. Disse områdene kommer til å danne skjøteflater ved eksplosjonssveisingen og bør derfor slipes til en flatefinhet på Ra = 2,5 pm. De sprengladninger som skal benyttes ved sveisingen er helt innkapslet og forsynt med et tennsystem, utført slik at initiering av ladningene skjer samtidig rundt deres indre omkrets, noe som er nødvendig for å oppnå en tett sveis rundt hele. The invention uses a splicing piece of a certain length which, before the explosion welding, is dimensioned so that it can be threaded onto the outside of one pipe end before the pipe is attached to a splicing rig. When the pipe end is fixed so that the center axes of the pipe ends coincide, the pipes are cut so that a predetermined distance between the ends is achieved, adapted to the joint pipe. Said distance is such that the pipe ends only partially protrude into the joint, whereby the joint thus constitutes a connecting pipe between the two pipe ends. Seals, for example in the form of inflated plastic or rubber balloons, are inserted into each pipe end. The tube ends, which can be straight or cut off with a chamfer, are ground on the outside around the periphery at an approx. 100 mm wide area closest to the edges. These areas will form joint surfaces during the explosion welding and should therefore be ground to a surface finish of Ra = 2.5 pm. The explosive charges to be used in the welding are completely encapsulated and provided with an ignition system, designed so that initiation of the charges takes place simultaneously around their inner circumference, which is necessary to achieve a tight weld all around.

Det benyttes to nøyaktig like sprengladninger som plasseres inne i respektive rørende, samt forbindes med et tennsystem som lar begge ladningen detonere nøyaktig samtidig. Two exactly the same explosive charges are used, which are placed inside the respective pipe ends, and connected with an ignition system that allows both charges to detonate exactly at the same time.

Når begge sprengladningene er plassert i stilling, forskyves skjøterøret slik at det overlapper begge rørendene. Ved arbeide i vanntett hus, tilstrekkelig stort for personell, er det fordelaktig at tetting og fjerning av vann i huset og rørender skjer slik at alle operasjoner fra avskjæring og sliping kan skje i tørre omgivelser, noe som dels letter arbeidet, dels muliggjør fullstendig kontroll av skjøte-flåtenes renhet fra smuss og vann. Ifølge en foretrukket utførelsesform, i det tilfelle skjøtingen eller reparasjonen skjer under vann i vanntett hus, tettes rørene mot skjøte-stykket og rørene tettes innvendig ved rørendene. Deretter fjernes vannet fra de skjøtefuger som skal eksplosjons- When both explosive charges are placed in position, the extension pipe is shifted so that it overlaps both pipe ends. When working in a watertight house, large enough for personnel, it is advantageous that sealing and removal of water in the house and pipe ends takes place so that all operations from cutting and grinding can take place in a dry environment, which partly facilitates the work, partly enables complete control of the cleanness of the joint fleet from dirt and water. According to a preferred embodiment, in the event that the splicing or repair takes place under water in a watertight house, the pipes are sealed against the joint piece and the pipes are sealed internally at the pipe ends. The water is then removed from the joints that are to be blasted

I IN

sveises ved at vannet pumpes ut i rommet som omslutter skjøtestykket. Den impuls som skal utløse detonasjonen må overføres til sprengkapselen inne i skjøterøret. Det er i og for seg i prinsipp mulig å legge tynne lakkisolérte lednings-tråder ut mellom rørendene og skjøtestykket uten at kvalitet-en på skjøten forringes. Sikrere er det imidlertid å overføre impulsen gjennom skjøtestykkets vegg på induktiv måte, eller ved hjelp av en støtbølge. is welded by pumping the water out into the space that surrounds the joint. The impulse that will trigger the detonation must be transferred to the detonating capsule inside the extension pipe. It is, in and of itself, in principle possible to lay out thin varnish-insulated wires between the pipe ends and the joint piece without the quality of the joint deteriorating. However, it is safer to transmit the impulse through the wall of the joint in an inductive way, or with the help of a shock wave.

Ved utløsning av sprengladningene slynges røk<i>endene utover mot skjøtestykket, og eksplosjonssveises til !dette. Derved utvides således rørendenes diameter, slik jat rørendene krages ut til anlegg mot og sveises fast til skjøtestykkets innerflate nær skjøtestykkets ender. Personellet bør befinne seg utenfor huset. Ved detonasjonen ødelegges tetningene inne i røret. Huset fylles imidlertid ikke med vann, ettersom røret da er tett ved at de to rørendene er sveiset til og forbundet med skjøterøret. When the explosive charges are released, the smoke ends are flung outwards towards the joint, and are explosively welded to this. Thereby, the diameter of the pipe ends is thus expanded, so that the pipe ends are collared out to abut against and are welded to the inner surface of the joint near the ends of the joint. The personnel should be outside the house. During the detonation, the seals inside the pipe are destroyed. However, the house is not filled with water, as the pipe is then sealed by the fact that the two pipe ends are welded to and connected with the extension pipe.

TJltralydprøver av sveiseforbindelsene kan jnå skje fra skjøterørets utside. Det er åpenbart for oppfinneren at samme skjøtemetode og prosedyre med fordel kan skje'over vann, på fartøyer eller på land, da naturligvis tetninger inne i rørendene og omgivende hus ikke er nødvendige, j Ultrasound tests of the welding joints can now be done from the outside of the joint pipe. It is obvious to the inventor that the same joining method and procedure can be advantageously carried out over water, on vessels or on land, as of course seals inside the pipe ends and surrounding housing are not necessary, j

i in

Under vann er det også mulig å utføre skjøtingen uten hus,dersom tetninger inne i røret påsettes og skjøteriggen etter plassering i stilling tettes i begge ender samt forsynes med til- og avløpsledninger for vannets fjerning. Under water, it is also possible to carry out the splicing without a housing, if seals are fitted inside the pipe and the splicing rig is sealed at both ends after being placed in position and provided with supply and drainage lines for the removal of the water.

i in

Fig. 1 viser skjematisk to rørender og (mellomliggende skjøtestykke. Fig. 1 schematically shows two pipe ends and an intermediate joint.

j j

Fig. 2 viser en alternativ utforming av to rørénders blivende skjøteflater og mellomliggende skjøtestykke. Fig. 2 shows an alternative design of the remaining joint surfaces of two pipe ends and an intermediate joint piece.

I IN

I figurene betegner 1 skjøterøret, 2 sprengladningene, 3 rørendene og 4 tennsystemet. In the figures, 1 denotes the connecting pipe, 2 the explosive charges, 3 the pipe ends and 4 the ignition system.

I fig. 1 vises rørendene med avfasede flater 5, som skal eksplosjonssveises mot skjøtestykkets innerflate ved 6. In fig. 1 shows the pipe ends with chamfered surfaces 5, which are to be explosion welded to the inner surface of the joint at 6.

I fig. 2 vises foruten avfasede rørender 5 også vinkelstilte skjøteflater 7 på skjøtestykket, med hvilke rørendenes avfasede ender 5 er beregnet til å forbindes ved detonasjonen . In fig. 2 shows, in addition to chamfered pipe ends 5, also angled joint surfaces 7 on the joint piece, with which the chamfered ends 5 of the pipe ends are intended to be connected during the detonation.

Ifølge en foretrukket utførelsesform oppstives skjøterøret ved eksplosjonssveisingen av en utenpåliggende jigg. According to a preferred embodiment, the joint pipe is stiffened by the explosion welding of an external jig.

Som det fremgår av fig. 1 og 2 er skjøtestykket forsynt med flenser 8 ved endene, hvilke flensers innerdiameter bare i liten grad overstiger rørendenes ytterdiameter. Det parti 9 av skjøtestykket som er beliggende mellom nevnte flenser 8 har større indre diameter enn flensene 8, for derved å oppnå at rørendene krages ut på ovenfor beskrevne måte ved detonasj on. As can be seen from fig. 1 and 2, the joint is provided with flanges 8 at the ends, the inner diameter of which flanges only slightly exceeds the outer diameter of the pipe ends. The part 9 of the joint piece which is located between said flanges 8 has a larger internal diameter than the flanges 8, in order to thereby achieve that the pipe ends are collared out in the above-described manner upon detonation.

Ifølge oppfinnelsen oppnås således dels en eksplosjonsfor-bindelse, dels en mekanisk forbindelse mellom rørender og skjøtestykket, hvilket er spesielt fordelaktig når det angår oppnådd tetthet og holdfastmessig styrke. According to the invention, an explosive connection and a mechanical connection between the pipe ends and the joint are thus achieved, which is particularly advantageous when it comes to the achieved density and holding strength.

Selv om skjøtestykket, til og med med fordel kan tillates å få en viss deformering ved eksplosjonssveisingen, ettersom det da også oppnås en viss mekanisk forbindelse, må naturligvis dimensjoner og materiale beregnes slik at brudd ikke skjer. Alternativt kan det påsettes en ytre jigg, som kan brukes gjentatte ganger. Although the joint piece can even be allowed to undergo a certain deformation during the explosion welding, as a certain mechanical connection is then also achieved, dimensions and material must of course be calculated so that breakage does not occur. Alternatively, an external jig can be attached, which can be used repeatedly.

Claims

IN 1. ; Procedure for splicing or repairing pipelines using a joint pipe or joint piece, which can be threaded on the outside of the pipes to be joined, the ends of said pipe being explosion welded against the joint pipe, characterized by the pipe ends being placed at (a distance from each other in the joint pipe, which joint pipe on i and is carried out in a known manner with radially inward flanges at its ends, whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the pipe ends and between which flanges the connecting pipe has a section with a larger inner diameter, and that the pipe ends with the help of two explosive charges, one at each pipe end, which is simultaneously caused to detonate, cantilevered against and explosion-welded to the said part of the extension pipe, where said cantilever is caused to take place adjacent to and within said flanges, thereby also achieving a mechanical connection between the respective pipe end and the extension pipe. ! in 2.

Method as stated in claim 1, characterized in that the joint pipe during the explosion welding is supported by an external clamping tool. in 3.

Procedure as stated in claim 1 or 2, in the event that the joint or repair takes place under water in the habitat, characterized by the joint being sealed against the pipes and these being sealed internally on: both sides, after which removal of the water from the joint surfaces to be explosion welded takes place by pumping out the water in the volume surrounding the joint.